Współczesne samochody osobowe coraz częściej wyposażane są przez producentów w automatyczne skrzynie biegów. Podyktowane jest to nie tylko komfortem jazdy, ale też innymi korzyściami, jakie płyną z ograniczenia konsumpcji paliwa, możliwości jazdy z mniejszymi prędkościami obrotowymi silnika oraz łączenia skrzyni biegów z innymi systemami elektronicznymi pojazdu (np. systemem radarów, dzięki któremu sterownik skrzyni biegów może przewidzieć zmianę przełożenia). Właściwe i regularne serwisowanie automatycznych skrzyń biegów gwarantuje ich niezawodność w czasie eksploatacji.

Obecnie skrzynie automatyczne oferowane są zarówno w pojazdach segmentu wyższego, jak również w samochodach klasy kompaktowej. Przykładem może być 9-biegowa skrzynia ZF we Fiacie 500X (ilustracja 1). Kierowcy coraz częściej wybierają takie rozwiązanie ze względu na szybsze przełączanie w trybie sportowym. Najnowsze skrzynie automatyczne zmieniają przełożenia w czasie nawet poniżej 200 milisekund i pozwalają na redukcję nawet o 6 biegów.

Według danych z rynku niemieckiego w 2018 roku aż 47,5% pojazdów opuszczających linie produkcyjne wyposażonych było w skrzynie automatyczne. W 2010 roku było to 27,4%, a w 2000 roku zaledwie 19,6% samochodów. Wartość komponentów do wymiany tylko samego oleju w skrzyni (olej, filtr, miska, uszczelki, śruby itp.) wynosi na rynku polskim co najmniej 50 milionów euro. Dla warsztatów stwarza to możliwość wprowadzenia dodatkowej usługi serwisowej, która może podnieść rentowność działalności.

Zestawy serwisowe

Dzięki odpowiedniej konstrukcji automatyczne skrzynie zapewniają komfortową i dynamiczną zmianę biegów. Swoją trwałość zawdzięczają olejom LifeguardFluid, którymi napełniane są już na etapie produkcji. Eksperci koncernu ZF zalecają jego wymianę po przejechaniu 80–120 000 km lub po upływie ośmiu lat. Duże obciążenie skrzyni biegów np. przez szybką sportową jazdę, częstą jazdę w mieście, długie autostradowe przejazdy lub częste podróże z przyczepą może skutkować koniecznością wcześniejszej wymiany oleju przekładniowego.

Właściwie przeprowadzona wymiana oleju zmniejsza ryzyko zużycia i awarii automatycznej skrzyni, jednocześnie zwiększając komfort jazdy. Zmniejsza się też zużycie paliwa oraz emisja CO₂.  Profesjonalny sposób wymiany oleju z pewnością poprawia też pozycję warsztatu w oczach klientów.

Ale nie samym olejem warsztat żyje – do wymiany oleju konieczne jest jeszcze zaopatrzenie się w szereg filtrów i mis olejowych, które niekiedy z filtrami są zintegrowane i wymagają wymiany przy zmianie oleju. W przypadku skrzyń ZF oferowane na rynku zestawy zawierają wszystkie elementy potrzebne do wymiany oleju w każdej z pięcio- i sześciobiegowych automatycznych skrzyń do pojazdów osobowych. Do zestawu, prócz siedmiu litrów oleju LifeguardFluid, dołączane są również magnesy, filtr, miska olejowa, uszczelki, śruby mocujące i śruby pokrywy. To duże ułatwienie dla mechaników, gdyż pozwala im zaoszczędzić czas potrzebny na wyszukanie u dystrybutora każdego elementu z osobna. Zestawy tego typu mają zastosowanie nie tylko przy standardowej procedurze wymiany oleju, ale też mogą być pomocne przy naprawie skrzyni biegów, kiedy musi zostać ona zmontowana tylko z wykorzystaniem nowych części zamiennych (ilustracja 2).

Najczęstszym problemem występującym w automatycznych skrzyniach biegów jest zbyt niski poziom oleju. Dlatego najważniejszą czynnością serwisową, od której powinno się zacząć ich przegląd, jest sprawdzenie poziomu płynu i podjęcie decyzji o jego wymianie lub ewentualnym uzupełnieniu. Utrata 1,5 litra oleju może stwarzać problemy z pracą skrzyni, powodując spowolnienie przełączania biegów – szczególnie przy dużych prędkościach obrotowych silnika. Niewystarczające przenoszenie mocy na koła może powodować dalsze problemy i prowadzić do poważnego uszkodzenia przekładni. Oględziny wizualne oleju pozwalają określić stopień jego zużycia (kolor czarny = olej zużyty), a wyczucie charakterystycznego zapachu spalenizny może świadczyć o przeciążeniu elementów wewnętrznych skrzyni. W takich przypadkach sama zmiana oleju może nie zapewnić poprawnej pracy przekładni. Konieczna może być wymiana takich elementów jak okładziny cierne sprzęgieł i hamulców, konwerter oraz moduł mechatroniczny. Wysokie przeciążenia powodują zmiany temperatury, czego skutkiem dodatkowo jest szybsze starzenie się oleju. Kluczowa staje się więc wymiana oleju w przekładni.

Najważniejsze wskazówki dotyczące wymiany oleju w skrzyniach automatycznych ZF

Aby zapobiec uszkodzeniu skrzyni biegów podczas wymiany oleju, należy postępować ściśle według wytycznych producenta pojazdu.

• W przypadku braku oleju w przekładni automatycznej absolutnie nie należy holować takiego pojazdu.
• Dużej staranności wymaga wymiana miski olejowej: aby nie uległa odkształceniom, w stałej misce należy w określonej kolejności „na krzyż” poluzować wszystkie śruby. Również podczas przykręcania miski olejowej z nową uszczelką należy zwrócić uwagę na właściwy moment dokręcania oraz dokręcanie śrub „na krzyż” (ilustracja 3).
• Podczas napełniania skrzyni nowym olejem powinno się używać wyłącznie dołączonego oleju ZF LifeguardFluid, dobranego specjalnie do danej skrzyni ZF. Niewłaściwy olej powoduje zmianę wartości tarcia, co przekłada się na jakość zmiany biegów i może doprowadzić do awarii skrzyni.
• Absolutnie nie wolno stosować żadnych dodatków polepszających pracę skrzyni, gdyż prowadzi to do zmiany składu chemicznego oleju.
• Ilość oleju przekładniowego musi dokładnie odpowiadać przewidzianemu poziomowi. Zbyt mała ilość oleju może skutkować szybkim uszkodzeniem skrzyni. Jeśli oleju będzie zbyt dużo, powoduje on przegrzewanie się przekładni. Jeżeli zaś zacznie wypływać przez przelew w przekładni, może zapalić się w kontakcie z gorącymi częściami pojazdu, np. układem wydechowym.

Procedura sprawdzania i wymiany oleju dla serii ZF 6HP

W zależności od wersji procedura może się różnić miską olejową, parametrami lub obsługą.

1. Sprawdzanie poziomu oleju

• Temperatura oleju musi wynosić między 30° a 35°C; w celu jej zweryfikowania należy użyć diagnoskopu do monitorowania temperatury.
• Pojazd powinien stać wypoziomowany, z włączonym silnikiem, na biegu jałowym i z włączonym układem klimatyzacji.
• Naciskamy pedał hamulca, zaciągamy hamulec ręczny i zaczynamy przełączać dźwignię zmiany biegów na pozycję D oraz R, zatrzymując się na krótko w każdej pozycji, nim przełączymy na pozycję parkingową P.
• Przy pracującym na biegu jałowym silniku i dźwigni zmiany biegów w pozycji P odkręcamy śrubę otworu wlewowego, monitorując cały czas temperaturę oleju. Jeżeli przy temperaturze 35°C przez otwór wycieka olej, należy odczekać, aż olej spłynie, a temperatura oleju przekładniowego będzie wynosić 40°C i z otworu będą wyciekać już tylko pojedyncze krople. Poziom oleju jest wówczas prawidłowy. W razie braku wycieku należy uzupełnić olej aż do jego przelania przez otwór, a następnie zakręcić otwór wlewowy.

2. Wymiana oleju

Kluczowym elementem procedury jest stwierdzenie, czy po spuszczaniu oleju i odkręcaniu miski olejowej na magnesach oraz w oleju widoczne są opiłki metalu lub większe odłamki. Jeżeli tak, należy przyjąć, że doszło do uszkodzenia wewnętrznych elementów przekładni i powinna ona zostać poddana dokładnej weryfikacji i naprawie. Jeżeli magnesy są czyste, możemy przystąpić do wymiany oleju.

• Przy wymianie trzeba pamiętać, że miski wykonane z tworzywa (w których uszczelka oraz filtr są zintegrowane z miską) zawsze są traktowane jako jednorazowe i należy je bezwarunkowo wymienić.
• Przy wyłączonym silniku i dźwigni skrzyni biegów w pozycji P odkręcamy otwór wlewowy i nalewamy nowy olej do momentu jego przelania przez otwór.
• Zakręcamy otwór wlewowy, załączamy silnik i chwilę czekamy, pozwalając świeżemu olejowi na cyrkulację w systemie.
• Następnie na pracującym silniku ponownie odkręcamy śrubę otworu wlewowego i dolewamy olej aż do momentu przelania.
• Następnie postępujemy jak w procedurze opisanej w części 1.

Po wymianie oleju należy również przeprowadzić proces adaptacji skrzyni. Jego celem jest wyrównywanie odchyleń wynikających z tolerancji przy produkcji seryjnej elementów skrzyni i zmian zachodzących w czasie eksploatacji przekładni.

Uwaga: Ostateczne sprawdzenie oleju należy przeprowadzić na pracującym silniku przy temperaturze 40°C.
W skrzyni automatycznej z zaworem termostatycznym temperatura oleju przekładniowego po wymianie oleju musi podczas jazdy próbnej osiągnąć wartość minimum 75°C (dopiero przy takiej temperaturze zawór termostatyczny otworzy się). Następnie po jeździe próbnej należy odczekać do schłodzenia się przekładni i, gdy temperatura oleju spadnie do 35°C, ponownie sprawdzić poziom oleju zgodnie z procedurą opisaną w części 1.

Wymiana statyczna oleju

Przy tzw. statycznej wymianie oleju, w trakcie której demontowana jest tylko miska olejowa, dochodzi do wymiany około 50% oleju w przekładni. W przypadku normalnej eksploatacji oraz regularnej wymiany zalecanej przez producenta skrzyni jest to wystarczająca ilość. Jeżeli warsztat zamierza wymienić większą objętość płynu, należy spuścić olej z przekładni hydrokinetycznej, co wymaga odkręcenia modułu mechatronicznego skrzyni i pozostawienia pojazdu ze zdjętym elementem na 12 godzin (ilustracja 4), do momentu wypłynięcia oleju kanałami sterującymi w przekładni. W sytuacji, gdy nie ma na to czasu, istnieje możliwość użycia kompresora i podania sprężonego powietrza jednym z kanałów, co spowoduje „wypchnięcie” pozostałego oleju z przekładni. Sprężonym powietrzem można również przedmuchać układ chłodzenia automatycznej skrzyni biegów. Pozwala to usunąć resztki znajdującego się tam płynu (ilustracja 5).
Do ewentualnego przepłukiwania skrzyni biegów w tak zwanej „dynamicznej wymianie” używamy tylko oleju. Chemiczne środki czyszczące mają degradacyjny wpływ na okładziny, przede wszystkim sprzęgła mostkującego. Osadzają się też na tarczach ciernych sprzęgieł i hamulców, co w dłuższej perspektywie negatywnie wpływa na ich stabilność.

Diagnostyka

Bardzo ważną czynnością przy wymianie oleju jest wcześniejsze zdiagnozowanie ewentualnych problemów ze skrzynią automatyczną. Do jego prawidłowego przeprowadzenia niezbędne jest posiadanie odpowiedniej dokumentacji, a przede wszystkim umiejętności czytania schematu połączeń, tak zwanej matrycy zmian biegów skrzyni. Ułatwia to ustalenie, który z elementów (hamulec czy sprzęgło) uległ uszkodzeniu oraz czy zawory EDS pracują prawidłowo (ilustracja 6). W sześciobiegowych automatycznych skrzyniach z serii 6HP firmy ZF zawsze pracują dwa elementy. W momencie przełączania biegu zmienia się stan tylko jednego z nich. Jeżeli warsztat potrafi diagnozować i czytać schemat przełączeń danej skrzyni biegów, może to znacząco ograniczyć czas poszukiwania usterki.

Demontaż modułu mechatronicznego

Przy ewentualnym demontażu modułu mechatronicznego skrzyni istnieje możliwość zmierzenia wszystkich zaworów EDS i sprawdzeniu, czy działają one prawidłowo (ilustracja 6). W swoich skrzyniach automatycznych firma ZF stosuje zarówno zawory o charakterystyce rosnącej, jak i malejącej. Zawór rosnący otwiera się proporcjonalnie do podawanego napięcia; odwrotnie jest w przypadku zaworu o charakterystyce malejącej, który zamyka się proporcjonalnie do podawanego napięcia. Dla rozróżnienia zawory o różnych charakterystykach oznaczone są odmiennymi kolorami i ze względu na różne rozmiary pasowania gniazda do obudowy nie można ich pomylić (ilustracja 7).

Rozebranie modułu mechatronicznego jest dość prostą czynnością. W razie potrzeby warsztat może wymienić wadliwe zawory czy tłumiki i regulatory ciśnienia na nowe. Podczas wykonywania tej procedury należy uważać na rozładowanie elektrostatyczne ESD (Electrostatic Discharge): zastosowanie mikroelektroniki oraz częściowo otwartych złączy w module elektronicznym wymaga szczególnej uwagi w zakresie ich zabezpieczania elektrostatycznego. Podczas ewentualnego demontażu modułu mechatronicznego na skutek kontaktu mechanika z uziemionym przedmiotem może dojść do rozładowania elektrostatycznego. Styków gniazda elektrycznego nie wolno dotykać rękami bez uziemienia pracownika (ilustracja 8).

Po otwarciu modułu mechatronicznego należy pamiętać o wymianie uszczelniającej płyty separacyjnej. Należy także zwrócić uwagę na położenie elementów regulujących ciśnienie, aby nie pomylić ich rozmieszczenia na płycie zaworów. Należy sprawdzić i wymienić tłumiki zaworów EDS, gdyż ulegają one zużyciu (ilustracja 9a i 9b).

Uwaga: zanim przystąpimy do szukania usterki w samej przekładni czy module mechatronicznym, należy wcześniej zwrócić uwagę na elementy zewnętrzne. Nie zawsze winę za nieprawidłową pracę przekładni czy wibracje na skrzyni ponosi sama przekładnia. Należy sprawdzić elementy, które mogą mieć wpływ na jej zachowanie, jak np. elastyczne podpory wału napędowego – tzw. tarcze Hardy’ego (ilustracja 10) – czy poduszki łożyskowania skrzyni. Skrzynie ośmiobiegowe z serii 8HP mają wał napędowy wsuwany, co znacznie zmniejsza masę ze względu na brak kołnierza oraz połączenia śrubowego.